城市地下车库联络道火灾监控系统设计研究

赵 丽

(上海市政工程设计研究总院, 上海 200092)

0 引 言

随着超大型地下空间的开发,城市地下车库联络道建设兴起。城市地下车库联络道与城市地下隧道形态迥异。城市地下隧道衔接地面道路交通,其形态多为独立的构筑空间;城市地下车库联络道衔接地面道路、地下停车库、地下隧道,与城市地下综合体结建在一起,空间结构更为复杂。监控城市地下车库联络道火灾监控非常重要,但目前未有针对性专项设计标准。本文从城市地下车库联络道发生火灾的原因及特点、监控系统设置措施、现有的设计标准适用性角度展开研究,讨论城市地下车库联络道火灾监控系统设计措施。

1 城市地下车库联络道发生火灾的原因及火灾特点

城市地下车库联络道发生火灾的原因主要有以下方面。

(1) 电气设备故障或电气线路绝缘损坏引起火灾,具有建筑火灾的特性。着火后,火源进一步沿故障线路迅速扩散,尤其沿着带电线路瞬间窜燃,引起更大范围着火。

(2) 车辆故障或车祸引起火灾,具有隧道火灾的特性。车辆着火后,火焰围绕停止行驶的车辆燃烧,单点火灾,燃烧过程中可能发生爆炸,燃烧范围进一步扩大。

(3) 车辆运输的货物引起火灾。在司机未察觉的情况下起火点具有移动性,在移动过程中可导致沿途电气线路着火。这种情况最为严重时,其同时具有建筑火灾和隧道火灾的双重特性。

城市地下车库联络道火灾特点如下:城市地下车库联络道空间封闭,火灾时联络道内着火点空气温度升高,烟气随膨胀的气流快速扩散,致使联络道内烟雾蔓延,能见度差。联络道内着火点后车辆堵塞道路,路侧供疏散的空间狭窄,人员疏散时间较长,消防救援开展较难。

城市地下车库联络道图示如图1所示。

图1 城市地下车库联络道图示

2 城市地下车库联络道火灾监控预警系统及管理措施

车库联络道火灾来源于电气火灾及车辆火灾。通过设置电气火灾监控系统来防范电气火灾;通过管理措施预防车辆火灾。

(1) 电气火灾监控系统。地下车库联络道蜿蜒延伸,联络道内设备沿线布设,依据JTG D70/2—2014《公路隧道设计规范 第二册:交通工程与附属设施》[1]第11.2.4条规定,隧道低压电缆供电半径为1.0～1.5 km,因此地下联络道内沿联络道侧壁敷设的配电电缆存在大量接头,电缆接头处绝缘防护薄弱,易产生电气火灾。而JTG D70/2—2014《公路隧道设计规范 第二册:交通工程与附属设施》并未规定电缆接头处电气火灾防护要求。城市地下联络道地处城市CBD区域,火灾灾害影响较大,故应设置剩余电流式火灾监控探测器,防止供电系统故障而导致的电气火灾外,还应在线缆敷设的通道内增设线型感温光纤探测器,监测电缆接头发热,早期预警电缆高温导致的电气火灾。

(2) 车辆火灾防范措施。通过车库联络道出入口交通信息情报板发布信息,禁止装载易燃物品车辆通过。加强各种行车安全知识宣传,通过隧道内信息情报板提醒车辆驾驶人员保持安全车距。隧道内灭火设备设置明显标志,车辆发生火灾初期,司机可迅速找到灭火设备,扑灭初期预燃火焰。

3 城市地下车库联络道火灾报警、控制相关系统特殊性

(1) 火灾自动报警及联动系统特殊性。依据GB 50016—2014《建筑设计防火规范》[2]规定,一、二类隧道应设置火灾自动报警系统,三类隧道宜设置火灾自动报警系统。城市地下车库联络道建在城市CBD核心区域,设计中不考虑通行化学品机动车,但地下车库联络道位于城市CBD核心区域,火灾危害大,不设置报警系统存在安全问题,故地下车库联络道均应设置火灾自动报警及联动系统,且火灾自动报警及联动系统设计应满足车行隧道相关规范、标准。

(2) 火灾自动报警系统联动防火卷帘特殊性。隧道车行通道上不设置防火卷帘,但车库联络道与车库连通口处、车库联络道与其他隧道连通口处车行通道上均设置两道防火卷帘,联络道侧卷帘隔断联络道侧火灾,车库侧卷帘隔断车库侧火灾,隧道侧卷帘隔断隧道侧火灾。国家标准GB 50116—2013《火灾自动报警系统设计规范》[3]隧道章节未规定防火卷帘联动要求,但其第4.6条规定,防火卷帘应接受火灾自动报警系统联动控制,而且疏散通道卷帘分两次降落,第一次感烟探测器联动降落至1.8 m处,第二次感温探测器联动降落至楼面。此条针对建筑物内疏散通道上防火卷帘联动比较妥当,而对地下车库联络道内防火卷帘联动来说不恰当。地下车库卷帘降至1.8 m处,轿车和人行均可通过,而城市地下车库联络道通行过境车辆,部分车辆会高于1.8 m,故按此条由感烟探测器直接联动卷帘降落至1.8 m,将会砸到高于1.8 m的通行车辆。同时卷帘直接由烟感、温感两次联动降落的过程中,可能会被卷帘下方车辆顶住,导致卷帘不能降落至地面,从而不能起到真正防火分隔作用。车库联络道及其连通的隧道内疏散通道上设置的防火卷帘应在感烟探测器报警后,由消防值班人员确认火灾,确认后由火灾自动报警系统先联动交通监控系统,通过交通诱导屏发布联络道、隧道火灾信息,关闭联络道、隧道入口处车道指示器,诱导外部车辆不进入联络道或隧道内。同时联动联络道、隧道内消防广播和声光报警器预警,通过广播和声光报警器提醒司机尽快停车疏散或尽快驶离,再联动连通口处卷帘缓慢降落至1.8 m,随后由感温探测器联动卷帘降落至地面。

地下车库联络道防火分隔卷帘设置在平时车行的通道上,若误动作,将会砸到平时通行车辆。这些防火卷帘仅按GB 50166—2019《火灾自动报警系统施工验收标准》、消防年检要求和规定进行固定时间、固定次数检测,显然不合适。平时联络道、连通的隧道管养单位应定期检测、维护,以防卷帘长时间不工作、卷帘控制箱故障误动作、卷帘掉落砸损正常通行车辆,造成车辆损毁及发生交通事故。

(3) 火灾自动报警及联动系统联网特殊性。现有各类设计规范均未规定地下互联互通空间火灾监控系统联网要求,火灾时各自管理侧的防火卷帘受联动会降落,阻断火灾蔓延。隧道侧防火卷帘降落,烟气仍会透过卷帘空隙蔓延至连通车库内,隧道火情严重时火焰也有可能损毁卷帘,最后蔓延至连通空间车库内,危及人身、物资安全。互联互通空间的火灾自动报警及联动系统应联网。地下车库联络道连通的任一空间火灾,或者地下车库联络道着火时,各管理主体均应有责任和义务告知被连通的其他空间火灾信息,以便其他空间管理人员按消防程序做出应急响应,故地下车库联络道火灾自动报警主机应与所有联通空间的火灾自动报警系统主机通过光纤联网。

(4) 消防电话系统联网特殊性。地下车库联络道及地块空间各消防控制室均按规范设置119消防外线电话,各空间着火时迅速对外报警,但联通空间之间规范未规定相互设置联网的消防直线电话。为避免联网的火灾自动报警系统间因故障误报,地下车库联络道管理方应在各连通地块的消防控制室内、各连通的地下隧道消防控制室内设置由联络道消防电话主机连接的消防电话分机。地块发生火灾时,联络道管理人员发现报警信息后立即直拨地块消防电话进行人工确认。同样,联络道火灾时地块消防电话接到火灾报警信息后,也通过消防直线电话立即确认火灾,连通的隧道亦同。

(5) 消防控制室特殊性。GB 50016—2014《建筑设计防火规范》隧道章节规定,1 000 m以上隧道宜设置消防控制室,1 000 m以下隧道未作规定。地下车库联络道应设置火灾自动报警及联动系统,该系统需要监管,所以地下车库联络道应设置消防控制室。联络道具有隧道特性,可以考虑和就近连通的地下隧道合建消防控制室。若无地下隧道,较长地下车库联络道应独立设置消防控制室,较短地下车库联络道末端火灾监控探测及联动设备数量较少,可委托被服务的地块代管,联络道内火灾监控系统末端设备可接入地块消防控制室,由地块消控室监控地下车库联络道及地下车库火灾情况。

4 城市地下车库联络道其他相关消防系统设计

(1) 城市地下车库联络道防火门监控系统设计。GB 50116—2013《火灾自动报警系统设计规范》隧道章节未规定设置防火门监控系统。但其第4.6条提到火灾自动报警系统联动防火门的要求,建筑项目在设计中执行此条文要求。城市地下车库联络道具有建筑空间火灾特征,且其设备机房区疏散通道上设有防火门,联络道与每个地下车库的连通口、与每条隧道连通口均设有两道常闭防火门,按照建筑空间防火设计要求,地下车行联络道应设计防火门监控系统。

(2) 城市地下车库联络道消防设备电光标志设计。GB 51309—2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》[4]要求,隧道内灯具宜选有带米标方向的标志灯,但未规定隧道消防设备箱上方设置标志灯。GB 50016—2014《建筑设计防火规范》第12.5.5条规定,各类消防设施应设置明显的发光指示标志,但并未指明采用电光标志还是光致发光标志。JTG D70/2—2014《公路隧道设计规范 第二册:交通工程与附属设设施》中提到,隧道内消防设备设置指示标志灯,标志灯设置在消防设备箱上方,宜为电光标志。地下车库联络道火灾时,按照GB 51309—2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》规定,火灾时应急照明照度不低于1 lx,即使设计照度提高到10 lx,也不足以使光致发光标识牌被识别,故应参照公路隧道设计规范要求,设置电光标志,且应保证火灾工况下持续供电,以便人员快速识别和寻找到消防设施。

(3) 消防电源监控系统设计。按照国家标准GB 50116—2013《火灾自动报警系统设计规范》第9节第9.22条规定,剩余电流电气火灾监控电线/缆回路平时均带电,特别是平时兼消防工况的设备,平时设备工作,也会导致电气火灾。GB 50116—2013《火灾自动报警系统设计规范》第3.4.2条规定,消防电源监控器可以设置在消防控制室内,从侧面说明消防设备配电回路需设置消防电源监控系统,地下车库联络道也应设置消防电源监控系统。

5 结 语

现有国家建筑、隧道相关规范和标准对具有隧道与空间双重特性的地下车库联络道并不完善。地下车库联络道连接人流密度较大的商业核心区域地下空间,联络道一旦发生火灾,影响较大,所以在设计中应从工程实际需求出发,落实“防消结合”设计理念,完善系统设计,使地下车库联络道建设得以可靠实施。